Interferentsiyani qo'llash, yupqa plyonka shovqini

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Bugun biz fan va kundalik hayotga aralashuvdan foydalanish haqida gaplashamiz, ushbu hodisaning jismoniy ma'nosini ochib beramiz va uning kashf etilishi tarixi haqida gapiramiz.

Tanriflar va taqsimotlar

Tabiatdagi va texnologiyadagi hodisaning ahamiyati haqida gapirishdan oldin, avvalo, ta'rif berish kerak. Bugun biz maktab o'quvchilari fizika darslarida o'rganadigan hodisani ko'rib chiqamiz. Shuning uchun interferensiyaning amaliy qo‘llanilishini tasvirlashdan oldin darslikka murojaat qilaylik.

Boshlash uchun shuni ta'kidlash kerakki, bu hodisa barcha turdagi to'lqinlarga tegishli: suv yuzasida yoki tadqiqot paytida paydo bo'lganlar. Demak, interferensiya ikki yoki undan ortiq kogerent to‘lqinlar amplitudasining ortishi yoki kamayishi bo‘lib, ular fazoda bir nuqtada uchrashganda yuzaga keladi. Bu holda maksimallar antinodlar, minimallar esa tugunlar deb ataladi. Bu ta'rif tebranish jarayonlarining ba'zi xususiyatlarini o'z ichiga oladi, biz ularni biroz keyinroq ochamiz.

Toʻlqinlarni bir-birining ustiga qoʻyish natijasida paydo boʻladigan rasm (va ular juda koʻp boʻlishi mumkin) faqat tebranishlar fazoda bir nuqtaga kelgan fazalar farqiga bogʻliq.

Nur ham toʻlqindir

Olimlar XVI asrdayoq shunday xulosaga kelishgan. Optikaning fan sifatida asoslari jahonga mashhur ingliz olimi Isaak Nyuton tomonidan qo'yilgan. Aynan u birinchi bo'lib yorug'lik ma'lum elementlardan iborat ekanligini, ularning miqdori uning rangini belgilaydi. Olim dispersiya va sinish hodisasini kashf etdi. Va u birinchi bo'lib linzalardagi yorug'likning aralashuvini kuzatdi. Nyuton nurlarning turli muhitdagi sinish burchagi, qo`sh sinishi, qutblanish kabi xossalarini o`rgangan. U insoniyat manfaati uchun to'lqin interferensiyasini birinchi marta qo'llagan. Va aynan Nyuton, agar yorug'lik tebranish bo'lmasa, u barcha bu xususiyatlarni namoyish etmasligini tushundi.

Yengil xususiyatlar

Yorugʻlikning toʻlqin xossalariga quyidagilar kiradi:

1. Toʻlqinboʻyi. Bu bitta belanchakning ikkita qo'shni balandligi orasidagi masofa. Ko'rinadigan nurlanishning rangi va energiyasini aniqlaydigan to'lqin uzunligi.
2. Chastotasi. Bu bir soniyada paydo bo'lishi mumkin bo'lgan to'liq to'lqinlar soni. Qiymat Gertsda ifodalangan va to‘lqin uzunligiga teskari proportsionaldir.
3. Amplituda. Bu tebranishning "balandligi" yoki "chuqurligi". Ikki tebranish aralashganda qiymat to'g'ridan-to'g'ri o'zgaradi. Amplituda ushbu to'lqinni yaratish uchun elektromagnit maydon qanchalik kuchli buzilganligini ko'rsatadi. Shuningdek, u maydon kuchini ham belgilaydi.
4. Toʻlqin fazasi. Bu tebranishning ma'lum bir vaqtda erishilgan qismidir. Agar interferensiya vaqtida ikkita to‘lqin bir nuqtada uchrashsa, ularning fazalar farqi p birliklarida ifodalanadi.
5. Kogerent elektromagnit nurlanish bilan deyiladibir xil xususiyatlar. Ikki to'lqinning kogerentligi ularning fazalar farqining doimiyligini anglatadi. Bunday nurlanishning tabiiy manbalari yo'q, ular faqat sun'iy ravishda yaratilgan.

Birinchi qoʻllash ilmiydir

Ser Isaak yorug'likning xususiyatlari ustida qattiq va qattiq ishlagan. U nurlar dastasi prizma, tsilindr, plastinka va linzaga duch kelganda oʻzini qanday tutishini turli sindiruvchi shaffof muhitlardan aniq kuzatdi. Bir marta Nyuton qavariq shisha linzani egri yuzasi pastga ega bo'lgan shisha plastinka ustiga qo'ydi va strukturaga parallel nurlar oqimini yo'n altirdi. Natijada, radial yorqin va qorong'i halqalar linzaning markazidan ajralib chiqadi. Olim shu zahotiyoq taxmin qildiki, bunday hodisani yorug'likning qaysidir joyida nurni o'chiradigan, aksincha, kuchaytiradigan davriy xususiyat mavjud bo'lsagina kuzatish mumkin. Halqalar orasidagi masofa linzalarning egriligiga bog'liq bo'lganligi sababli, Nyuton tebranishning to'lqin uzunligini taxminan hisoblay oldi. Shunday qilib, ingliz olimi birinchi marta interferensiya hodisasining aniq qo'llanilishini topdi.

Slit shovqin

Yorug'lik xususiyatlarini qo'shimcha o'rganish uchun yangi tajribalar o'rnatish va o'tkazish kerak edi. Birinchidan, olimlar juda xilma-xil manbalardan kogerent nurlarni qanday yaratishni o'rganishdi. Buning uchun chiroq, sham yoki quyoshdan keladigan oqim optik qurilmalar yordamida ikkiga bo'lingan. Misol uchun, nur shisha plastinkaga 45 graduslik burchak ostida urilganda, uning bir qismisinadi va o'tadi, qismi esa aks etadi. Agar bu oqimlar linzalar va prizmalar yordamida parallel qilingan bo'lsa, ulardagi fazalar farqi doimiy bo'ladi. Tajribalarda yorug'lik ventilyator kabi nuqta manbasidan chiqmasligi uchun yaqin fokusli linzalar yordamida nur parallel qilingan.

Olimlar yorug'lik bilan bu manipulyatsiyalarning barchasini o'rgangach, ular turli teshiklardagi interferensiya hodisasini, jumladan, tor tirqish yoki bir qator tirqishlarni o'rganishni boshladilar.

Interferentsiya va diffraksiya

Yuqorida ta'riflangan tajriba yorug'likning yana bir xususiyati - diffraktsiya tufayli mumkin bo'ldi. To'lqin uzunligi bilan solishtirish uchun etarlicha kichik to'siqni yengib o'tib, tebranish uning tarqalish yo'nalishini o'zgartirishga qodir. Shu sababli, tor yoriqdan so'ng, nurning bir qismi tarqalish yo'nalishini o'zgartiradi va moyillik burchagini o'zgartirmagan nurlar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Shuning uchun interferensiya va diffraksiya qo‘llanilishini bir-biridan ajratib bo‘lmaydi.

Modellar va haqiqat

Shu paytgacha biz barcha yorugʻlik nurlari bir-biriga parallel va izchil boʻlgan ideal dunyo modelidan foydalanganmiz. Bundan tashqari, interferensiyaning eng oddiy tavsifida, bir xil to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan nurlanishlar doimo duch kelishi nazarda tutiladi. Ammo aslida hamma narsa unday emas: yorug'lik ko'pincha oq rangda, u Quyosh ta'minlaydigan barcha elektromagnit tebranishlardan iborat. Bu interferensiya murakkabroq qonunlarga muvofiq sodir bo‘lishini anglatadi.

Yupqa plyonkalar

Bu turdagi eng yorqin misolyorug'likning o'zaro ta'siri - yorug'lik nurining nozik plyonkaga tushishi. Shahar ko'lmakida bir tomchi benzin bo'lsa, sirt kamalakning barcha ranglari bilan porlaydi. Bu esa aralashuv natijasidir.

Nur plyonka yuzasiga tushadi, sinadi, benzin va suv chegarasiga tushadi, aks etadi va yana sinadi. Natijada, to'lqin chiqish joyida uchrashadi. Shunday qilib, barcha to'lqinlar bostiriladi, bitta shart bajarilganidan tashqari: plyonka qalinligi yarim butun to'lqin uzunligining ko'paytmasidir. Keyin chiqishda tebranish ikkita maksimal bilan uchrashadi. Agar qoplamaning qalinligi butun to'lqin uzunligiga teng bo'lsa, u holda chiqish maksimalni minimalga qo'shib qo'yadi va radiatsiya o'z-o'zidan o'chadi.

Bundan kelib chiqadiki, plyonka qanchalik qalin bo'lsa, undan yo'qotmasdan chiqadigan to'lqin uzunligi shunchalik katta bo'lishi kerak. Aslida, yupqa plyonka butun spektrdagi alohida ranglarni ajratib ko'rsatishga yordam beradi va texnologiyada ishlatilishi mumkin.

Fotosessiya va gadjetlar

Gʻalati boʻlsa kerak, aralashuvning baʼzi ilovalari butun dunyodagi barcha modachilarga tanish.

Chiroyli ayol modelning asosiy vazifasi kameralar oldida chiroyli koʻrinishdir. Butun jamoa ayollarni suratga olish uchun tayyorlaydi: stilist, bo'yanish rassomi, moda va interyer dizayneri, jurnal muharriri. Bezovta qiluvchi paparatsilar modelni ko'chada, uyda, kulgili kiyimda va kulgili pozada kutishi mumkin, keyin esa suratlarni ommaga namoyish etishi mumkin. Lekin yaxshi jihozlar barcha fotograflar uchun zarur. Ba'zi qurilmalar bir necha ming dollarga tushishi mumkin. OrasidaBunday uskunaning asosiy xarakteristikalari, albatta, optika ma'rifati bo'ladi. Va bunday qurilmadan olingan rasmlar juda yuqori sifatli bo'ladi. Shunga ko'ra, tayyorgarliksiz yulduzcha zarbasi ham unchalik yoqimsiz ko'rinmaydi.

Koʻzoynak, mikroskop, yulduzcha

Bu hodisaning asosi yupqa plyonkalardagi interferensiyadir. Bu qiziqarli va keng tarqalgan hodisa. Va ba'zi odamlar har kuni qo'llarida ushlab turadigan texnikada yorug'lik shovqini ilovalarini topadi.

Inson ko'zi yashil rangni eng yaxshi qabul qiladi. Shuning uchun, go'zal qizlarning fotosuratlari spektrning ushbu mintaqasida xatolar bo'lmasligi kerak. Agar kamera yuzasiga ma'lum bir qalinlikdagi plyonka qo'llanilsa, unda bunday uskunada yashil ko'zgu bo'lmaydi. Agar diqqatli o'quvchi hech qachon bunday tafsilotlarni payqagan bo'lsa, unda faqat qizil va binafsha rang aks ettirishning mavjudligi uni hayratda qoldirishi kerak edi. Xuddi shu plyonka ko'zoynak uchun qo'llaniladi.

Agar biz inson ko'zi haqida emas, balki ehtirossiz qurilma haqida gapiradigan bo'lsak? Misol uchun, mikroskop infraqizil spektrni qayd etishi kerak, teleskop esa yulduzlarning ultrabinafsha qismlarini o'rganishi kerak. Keyin boshqa qalinlikdagi aks ettirishga qarshi plyonka qo'llaniladi.